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波米拉猫的图片:“薛定谔的猫”背后的物理学道理是什么?

编辑:sqxzgg 时间:2022-01-20 来源:人人爱宠物网

要论猫,的确就是薛定额的猫最奇特了,嗯……应该还有个噬元兽,这都是猫中的霸王啊,都是厉害的主波米拉猫的图片。

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薛定额的猫波米拉猫的图片,之所以奇特,就是因为它处在生死叠加状态,我们常识无法理解的状态,而更加无法理解的则是,是我们主观上的意识,打破了这种生死叠加态,使猫不得不选择一个明确的状态,来适应我们的常识,要么死,要么亡,你不能即生即死,因此这个思想实验说的是,主观意识造成了结果的发生

当然波米拉猫的图片,这是非常唯心主意的说法,但这的确是说明了我们对量子世界认识的缺乏,因为我们完全无法理解波函数是如何坍塌的(波函数就是粒子的概率函数),也无法明白波函数为什么会在测量时坍塌,而这个实验正是把粒子这种特性和宏观事物联系起来,让我们直观的了解到粒子的不确定性,而人为的观测则导致了结果的明确化

这本质就是说明了波米拉猫的图片,我们认识的不足,若我们完全理解是什么使得粒子退相干,那么薛定额的猫必然不再神奇

“薛定谔的猫”究竟有多恐怖?

薛定谔的猫是奥地利著名物理学家薛定谔提出的一个思想实验,是指将一只猫关在装有少量镭和氰化物的密闭容器里波米拉猫的图片。镭的衰变存在几率,如果镭发生衰变,会触发机关打碎装有氰化物的瓶子,猫就会死;如果镭不发生衰变,猫就存活。根据量子力学理论,由于放射性的镭处于衰变和没有衰变两种状态的叠加,猫就理应处于死猫和活猫的叠加状态。这只既死又活的猫就是所谓的“薛定谔猫”。但是是不可能存在即死又活的猫,则必须在打开箱子后才知道结果。该实验试图从宏观尺度阐述微观尺度的量子叠加原理的问题,巧妙地把微观物质在观测后是粒子还是波的存在形式和宏观的猫联系起来,以此求证观测介入时量子的存在形式。随着量子物理学的发展,薛定谔的猫还延伸出了平行宇宙等物理问题和哲学争议。

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扩展资料:

研究意义

科学家称,“薛定谔猫”态不仅具有理论研究意义,也有实际应用的潜力。比如,多粒子的“薛定谔猫”态系统可以作为未来高容错量子计算机的核心部件,也可以用来制造极其灵敏的传感器以及原子钟、干涉仪等精密测量装备。

量子派后来有一个被哄传得很广的论调说

“当我们不观察时,月亮是不存在的”,这稍稍偏离了本意,准确来说,因为月亮也是由不确定的粒子组成的,所以如果我们转过头不去看月亮,那一大堆粒子就开始按照波函数弥散开去。于是乎,月亮的边缘开始显得模糊而不确定,它逐渐“融化”,变成概率波扩散到周围的空间里去。当然这么大一个月亮完全融化成空间中的概率是需要很长很长时间的,不过问题的实质是:要是不观察月亮,它就从确定的状态变成无数不确定的叠加。不观察它时,一个确定的,客观的月亮是不存在的。但只要一回头,一轮明月便又高悬空中,似乎什么事也没发生过一样。但其实,量子力学定律将月亮这种巨大质量的物体的波函数限制在很小的区域中,所以即使月亮弥散开去,弥散的程度也不是人眼能看出来的。

测不准原理解释:测量一个粒子的位置和速度,其办法是将光照到这粒子上,一部分光波被此粒子散射开,由此指明它的位置。人们不可能将粒子的位置确定到到光的两个波峰之间距离更小的程度,故必须用短波长的光来测量,至少要用一个光量子。这量子会扰动这粒子,并改变粒子的速度,而且位置测量得越准确所需的波长就越短,单独量子的能量就越大,粒子的速度就被扰动得越厉害。你对粒子的位置测量得越准确,对速度的测量就越不准确。(月亮不观测时不是不存在,量子态在观测时由于观测力的相互作用而使波函数坍塌为确定值,微观粒子整体呈现规律性,宏观尺度下观测力几乎对其不影响。)(参考资料:史蒂芬.霍金所著《时间简史》)

不能不承认,这听起来很有强烈的主观唯心论的味道,它其实和我们通常理解的那种哲学理论有一定区别,不过讲到这里,许多人大概都会自然而然地想起贝克莱(George Berkeley)主教的那句名言:“存在就是被感知”(拉丁文:Esse Est Percipi)。这句话要是稍微改一改讲成“存在就是被测量”,那就和哥本哈根派的意思差不离了。贝克莱在哲学史上的地位无疑是重要的,人们通常乐于批判他,我们的哥本哈根派是否比他走得更远呢?好歹贝克莱还认为事物是连续客观地存在的,因为总有“上帝”在不停地看着一切。而量子论?“陛下,我不需要上帝这个假设”。

与贝克莱互相辉映的东方代表大概要算王阳明。他在《传习录·下》中也说过一句有名的话:“你未看此花时,此花与汝同归于寂;你来看此花时,则此花颜色一时明白起来……”如果王阳明懂量子论,他多半会说:“你未观测此花时,此花并未实在地存在,按波函数而归于寂;你来观测此花时,则此花波函数发生坍缩,它的颜色一时变成明白的实在……”测量即是理,测量外无理。

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